现代化工技术论文
2020-03-03 15:13:22 来源：范文大全收藏下载本文
现代化工技术论文
班级：化学工程与工艺1104班
学号：120110815
姓名：孙思明
现代化工企业三废治理技术及其展望
——造纸废水治理技术及其展望
摘 要
废纸的回收具有良好的经济和社会效益，但废纸造纸产生的废水也会对环境造成污染。因此，为了使其产生的废水达标排放，应采用合理的处理技术。本文对废纸造纸废水污染特性、目前比较成熟的处理技术及零排放清洁生产工艺进行总结，并对废纸造纸处理技术的进一步发展提出建议。
关键词：造纸废水，废水处理
1 引言
造纸废水具有污染物种类多、色度高、COD高和排放量大等特点。废水中含有大量的有机物质、悬浮物、致癌、致畸、致突变的有毒有害物质等，若不经有效处理而直接排放，将对人类的生存环境和自然界的生态平衡造成严重的破坏。制浆造纸废水中或多或少含有木素降解产物及其衍生物包括氯化苯酚类CPs) 和五氯苯酚类(PCP)等对环境有着重大影响且已被美国EPA[1]和欧盟决议2455/2001/EC[2]列为首要污染物的持久性有机物它们都对环境有着严重的污染。造纸废水对水生生物不仅具有明显的急性和亚急性毒性而且具有遗传毒性和潜在的致癌性能对水生生态系统产生严重危害甚至通过食物链危及人体健康 [3] 。
2 纸浆造纸废水特点
废纸造纸废水主要产生于脱墨、洗涤、净化筛选、浓缩和抄纸系统。其废水的特性与原料结构、生产设备、工艺过程、产品品种、水资源及用水水质等因素有关，废水中含有的污染物主要有4类[4]：还原性物质，如木素、无机盐等；可生物降解物质，为半纤维素、树脂酸、低分子糖、醇、有机酸和腐性物质等；悬浮物，如细小纤维、无机填料等；色素类：如油墨、染料和木素等。不同废纸种类及不同制浆方法所产生的污染物总量不同[5]，非脱墨再生纸厂废水的CODCr浓度为800~1500mg·L-
1、BOD5浓度150~350mg·L-
1、TSS浓度为900~1200mg·L-1；脱墨再生纸厂废水的CODCr浓度为200mg·L-
1、BOD5浓度为300~900mg·L-
1、TSS浓度为500~1500mg·L-1；另外，在一些使用次氯酸钠漂白废纸浆的废水中还发现有三氯甲烷，所以废纸造纸废水具有一定的毒性。
总结其主要特点如下：
（1）污染物浓度高。尤其是制浆生产线废水，含有大量的原料溶出物和化学添加剂，其BOD5浓度甚至高达104mg/L以上
（2）难降解有机物成分多，可生化性差。木素、纤维素类等物质采用活性污泥法难以降解。
（3）废水成分复杂。除原料溶出物外，有的还含有硫化物、油墨、絮凝剂等对生化处理不利的化学品。
（4）废水流量和负荷波动幅度大，并伴有纤维、化学品溢泄。在有多条生产线的工厂这种现象更明显。水量和负荷波动对生化处理系统的稳定运行非常不利[6,7] 。
3 废纸造纸废水处理技术
目前废纸造纸废水的处理方法有物理法、化学法、生物法和物理化学法，实际应用的工艺往往是几种方法组合而成。但由于废纸来源、产品用途及生产工艺各异，废水水质差异较大，因此废纸造纸厂废水的处理也必须根据各企业废水水质的特点进行设计。
3.1 物理处理方法
通过物理作用来清除废水中的污染物称为物理处理法
物理处理法主要有气浮法过滤法和挤压法等。目前，在我国用得最多、效果较好的气浮法是浅层气浮法。其气浮进水器为一圆形槽，有效水深只有420mm。进水配水器和出水集水器为同时旋转的行走架，进水和出水的流速相同，这样就使槽体内的水体相对静止，水流速度为零，避免了水流扰动，固体物的悬浮和沉降在静态下垂直进行，极大地提高净水效率废水在净水器中的停留时间约3min，表面负荷达到10m3/（m2•h）溶气装置是一溶气管，其溶气机理是尽量使水流扰动，减少液膜阻力，以增大气液接触面积。
在结构上改变了进气方式，以提供能实现更大进流密度的结构。溶气时间约为l0s过流密度达到2200-2700m3/（m2•h）。广州造纸有限公司采用CQJ型超效浅层气浮净水器处理新闻纸机白水。结果表明，在混凝剂PAC和絮凝剂PAM用量分别为400 mg/L和10-15 mg/L及气浮器入口SS为3234.0 mg/L、CODCr为3716.9 mg/L 时，SS和CODCr去除率分别为98.5和81.8。每台处理量5760m3/d，回收白水4930 m3/d16。从这些数据可看出，浅层气浮处理造纸白水具有效率高、投资少及运行可靠的特点，是一种高效的废水处理设施。德国曾有人用简易的圆盘和低能耗的压力设备过滤净化纸厂中的循环用水；在压力容器中缓慢旋转的圆盘和过滤层可使细小纤维分离，再用其他特殊装置在质量控制范围内将3种物质和1种废料分离开来[8]。一般来说，物理法只能去除废水中的大颗粒物质，如进一步净化废水，还需更深度的处理。
3.2 化学处理法
化学处理法主要是利用化学反应、转化、分离和回收处理废水中的污染物质。
（1）臭氧氧化法
吴忆宁等的实验表明臭氧可以将造纸废水中部分有机物质氧化为CO2和H2O；废水处理中，分别选定
2、
5、
6、
8、
10、15和20min等与臭氧接触不同时间并控制不同的臭氧投加量，结果表明，随着臭氧投加量的增加COD去除率和废水可生化性均增加[9]易封萍采用臭氧-混凝法处理造纸废水CODCr悬浮物（SS）等主要污染物去除率均高达99%以上，各项指标超过一级排放标准，水质完全可以回收利用[10]。
（2）光催化氧化法
光催化氧化法是在特殊的光照射条件下发生的有机物参与的氧化分解反应，最终把有机物分解成无毒物质的处理方法。锐钛型的TiO2在紫外光的照射下能产生氧化性极强的羧基自由基，对所有的有机物几乎都氧化为CO2和H2O，且除净度高，降解速度快，无二次污染。用水解法制得的纳米级TiO2具有巨大的表面积和更强的紫外光吸收能力，因而具有更强的光催化降解能力，可快速将吸附在其表面的有机物分解掉，比普通的 TiO2的降解率高40%。实验发现：CDD（2-氯代二恶英）在2h内降解了98.3%，DCDD（2，3-二氯代二恶英）PeCDD（1，2，3，7，8-五氯代二恶英）和OCDD（八氯代二恶英）在4h内分别降解了87.2%、84.6%和91.23%。
4 生物法
4.1 好氧法
好氧法主要包括活性污泥法和生物膜法等两种方法。
（1）性污泥法。SBR活性污泥废水处理制装造纸SBR(Sequencing Batch Reactor)即序批式反应器，是一种间歇式活性污泥处理系统，它已经成为一种简单可靠、经济有效和多功能的生化处理工艺，普通活性污泥法的BOD和悬浮物去除率都很高，达到90～95%左右，COD去除率达到80％以上。
（2）生物膜法。胡维超采用浸没式膜生物反应器S-MB。进行了造纸废水的中试处理试验，结果表明
COD去除率高达95%。
4.2 厌氧法
厌氧生物处理技术是对普遍存在于自然界的微生物过程的人为控制与强化技术，是处理有机污染和废水的有效手段。造纸废水含大量有机物及难降解物质，适宜用厌氧法进行预处理。IC反应器是在UASB反应器的基础上发展起来的第三代高效厌氧反应器，它具有处理量大，投资少，处理效率高，抗冲击能力强，能耗低，占地省等优点，拥有良好的产业化发展前景，通过采用强制外循环IC反应器完成了造纸废水的启动研究，其COD去除率维持在73%-75%之间，其应用范围已成为废水厌氧生物处理的热点之一。
4.3 酶处理法
吴香波等研究了白腐菌采绒革盖菌Coriolusversicolor漆酶对木素聚合的影响，在有氧条件下，通过添加漆酶和少量ABTS介体到水样中，用紫外分光光度计测定了其中木素浓度变化，利用凝胶色谱法分析了酶催化聚合木素前后的分子量的变化，结果表明：酶处理6h以后，废水中木素浓度从93.1mg/L下降到17.2mg/L，酶处理2h以后，从造纸厂污水分离的木素的分子量从31251上升到58610，造纸废水中木素及其衍生物被聚合后通过絮凝沉淀除去，从而实现废水色度与COD降低，进而为造纸废水回用提供可能。
4.4 土地处理法及污灌
土地处理法具有投资少。运行费用低。耗能少及处理效果高的特点[11]。张洪芬等根据扎龙自然保护区独特的地理、地质条件、研究采用土壤渗滤法处理排入湿地的造纸废水，并从技术和实践分析的角度对该地浅表部亚黏土渗滤的稳定性及可行性进行了探讨；结果表明，保护区地表层的亚黏土对造纸废水中各项污染物均有较好的去除效果，其CODCr、BOD
5、Cr6+、NH4+-N及TP的去除率分别达到了70%、8
4、90%、78%及80%以上[12]。江苏双灯纸业有限公司利用稳定塘和苇田系统，对碱法稻草制浆造纸废水作深度处理；稳定塘出水CODCr去除率为70.5%，出水再灌溉芦苇，在苇田内废水进一步降解，同时又因蒸发、蒸腾而实现了封闭循环[13]。宝鸡陇县东南造纸厂采用物理化学法-生物塘-人工湿地联合技术处理制浆造纸废水，实践证明，此工艺经济合理，同时具有先进性和实用性[14]。余永东等介绍了地表漫流-地表流湿地工艺在处理废纸造纸生产废水中的应用；在进CODCr、SS浓度分别为454.18mg/L、369.28 mg/L时出水浓度分别达到34.72 mg/L和21mg/L二者去除率分别达到92.4%和94.3%[15]。
三、结束语
造纸废水成分复杂, 污染物多种多样, 各造纸企业有各自最佳的治理方法, 但不能期望只用一种方法就达到处理的目的, 往往需要几种方法组成一个处理系统, 才能完成所要求的处理功效。随着技术的进步, 人们也会解决传统技术中出现的问题, 新技术也越来越多地被运用, 最终达到实现减少或者消除废水对环境的污染。目前清洁生产和零排放技术是适应国家节能环保的最佳技术, 也是最为理想的工艺和未来的发展趋势。
参考文献
[1] 赵建祖杨东方.海水循环冷却防垢技术的研究[R].电力工业部西安热工研 究所技术报告,1996.[2] 张玉忠,彭晓敏.工业水处理[J].工业水处理,2004,8 .[3] 侯纯扬.海水冷却技术[J].海洋技术,2002,8 .[4] 施英乔,丁来保,李萍，等.国内废纸造纸废水处理技术新发展[J].林产化工通 讯,2001,35(4): -.[5]高玉杰.废纸再生实用技术[M].北京：化学工业出版社.2003.[6] Tripathi S, Allen D.Comparison of mesophilic and thermophilic aerobic biological treatment in sequencing batch reactors treating bleached kraft pulp mill effluent [J] .Water Res, 1999, 33 (3) : 836.[7] Cocci A A, McCarthy P J.Almost S.1998 Sequencing batch reactors in the pulp and paper industry: A bench-marking study [C].In Proceeding of the 1998 Environmental Conference; TAPPI Pre: Norcro, GA, 1998, 3: 1203.[8] Geldmaeher URUK Scheibenfiltration J Ein Neues Verfahren Wochenb1 J 1996 124 23 24 1064 [9] 吴忆宁,刘士锐,任南琪,等.臭氧化处理造纸废水的实验研究[J].哈尔滨商业大 学学报(自然科学版),2003,19(4):394.[10] 易封萍.臭氧混凝法处理造纸废水[J]工业水处理,2001,21(6):16-19.[11] 伍健东.制浆造纸废水的生物处理技术[J].造纸科学与技术,2002,21(1):34.[12] 张洪芬,李绪谦,王春来,等.土壤渗滤法治理湿地水环境污染[J].城市环境与 城市生态,2003,16(6):210.[13] 吴玉辉,李凤翥,徐维骝.碱法稻草浆造纸废水生态处理封闭循环的实践与研 究[J].上海造纸,2003,34(1):48.[14] 韩勤有,徐雅娟,高升,生物塘.人工湿地处理制浆造纸废水工程实践[J].陕西 环境,2003,10(3):12.[15] 余永东,童茜炜.地表漫流,地表流湿地工艺处理废纸造纸废水[J]工业水处理 2003,23(12):59.
人人范文网 m.inrrp.com.cn 手机版